2025年高一物理寒假衔接讲练 (人教版)第02讲 共点力的平衡（教师版）.docxVIP

第02讲共点力的平衡

考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢

重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺

难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升

提升专练：真题感知+提升专练，全面突破

高考考点聚焦

1．直接合成法解决三力平衡问题：2024·贵州

2．正交分解法解共点力平衡：2024·山东、2024·河北、2024·湖北

2．利用平衡推论求力：2024·辽宁

2．整体法与隔离法结合处理物体平衡问题：2024·浙江

1．平衡问题中的隔离法与整体法

隔离法：

为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法。

1)明确研究对象及其运动过程、状态；

2)将某个研究对象、某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来；

3)画出某状态下物体的受力图或运动过程示意图；

4)选用适当的物理规律列方程求解。

整体法：

当只涉及研究系统整体而不涉及系统内部物体间的相互作用或相对运动时，一般可采用整体法。

1)明确研究的系统或运动的全过程；

2)画出系统整体的受力图或运动全过程的示意图；

3)选用适当的物理规律列方程求解。

2．共点力平衡问题的求解方法

1)合成法：物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大、反向。可利用三角形中的边角关系或相似三角形等数学知识求解

2)分解法：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，可以将其中任意一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的两个分力必跟另外两个力等大、反向

3)相似三角形法：通常取一个矢量三角形与几何三角形相似，根据相似三角形对应边成比例等性质求解，此方法仅适用于三力平衡问题

4)正交分解法：将各力分解到x轴和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于0,即F=0和Fy=0,列方程求解。此方法常用于处理四个或四个以上力的平衡问题

5)图解法：物体受同一平面内三个互不平行的力的作用而平衡时，则这三个力的矢量箭头首尾相接，可以构成一个矢量三角形，反之，若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零

6)正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一个封闭三角形，若由题设条件找到角度关系，则可用正弦定理列式求解

3．平衡中的临界问题

常见的临界状态：

1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)。

2)绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值，绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0。

3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。

分析方法：

解析法：根据平衡条件列方程，用二次函数、三角函数以及几何关系等求极值

图解法：若只受三个力，则这三个力构成封闭的矢量三角形，然后根据矢量三角形进行动态分析

极限法：选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”“极小”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来

强化点一生活中的绳、杆、弹簧模型

1．轻绳模型

“活结”:跨过光滑滑轮(或杆、钉子)的轻绳，其两端张力大小相等

“死结”:如果几段轻绳系在一个结点上，那么这几段轻绳的张力大小不一定相等

2．轻杆模型

“动杆”:一端由铰链相连的轻质活动杆，它的弹力方向一定沿杆的方向

“定杆”:轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿杆的方向，需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得

3．轻弹簧模型

(1)轻弹簧既可伸长提供拉力，也可压缩提供推力，形变量确定后各处弹力大小相等

(2)轻弹簧的弹力不能发生突变(突然消失除外),而轻绳、轻杆的弹力可以发生突变

真题感知

1．（2024·贵州·高考真题）如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（）

A． B． C． D．

【答案】D

【详解】对球进行受力分析如图，设球的半径为R，根据几何知识可得

根据平衡条件得

解得

根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为

故选D。

2．（2024·山东·高考真题）如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（）

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，对“天工”分析有

可得

故选B。

3．（2024·辽宁·高考真题）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（）

A．砚台对